Che cos'è un interruttore analogico?
A volte indicato anche come interruttore bilaterale o gate di trasmissione, un interruttore analogico è un dispositivo elettronico che passa selettivamente o blocca un livello di segnale dall'ingresso all'uscita. Un componente a semiconduttore a stato solido, è compromesso da un transistor nMOS e transistor pMOS. Le sue porte di controllo sono configurate in modo tale che entrambi i transistor siano accesi o spenti. Le applicazioni di commutazione analogica comuni includono strumentazione, controllo di processo, acquisizione dati, sistemi di comunicazione e sistemi video.
Un interruttore analogico è anche comunemente usato come componente per circuiti logici come D Flip-Flop o D Latch. Agendo come un circuito autonomo, ha la capacità di isolare uno o più componenti dai segnali attivi durante la rimozione o l'inserimento a caldo. Se utilizzato in applicazioni di sicurezza, può impedire selettivamente la trasmissione di segnali sensibili o dati senza una valida autorizzazione dall'hardware.
L'interruttore analogico ideale ha una resistenza infinita quando è spento e resistenza zero quando è acceso. Ha anche caratteristiche lineari impeccabili, volt-ampere durante la trasmissione di segnali analogici. La verità, tuttavia, è che la maggior parte degli switch analogici non è l'ideale. Questo può essere vero perché sono essenzialmente componenti a semiconduttore a stato solido e tendono a presentare una resistenza diversa da zero quando acceso, resistenza finita quando spento e caratteristiche non lineari volt-ampere.
Simile a un interruttore meccanico, l'interruttore analogico è disponibile in molte forme, che dipende in gran parte dal numero di tiri e poli che ha. Mentre sono spesso usati per descrivere un interruttore meccanico , il lancio singolo monopolare (SPST) e il doppio lancio unipolare (SPDT) sono tra i più comuni di questi interruttori. Un singolo circuito integrato (IC) può contenere anche più interruttori analogici, ciascuno dei quali corrisponde a un particolare canale analogico.
Il gate per un interruttore analogico può essere formato da una serie di configurazioni di circuito. Alcune di queste configurazioni sono molto semplici e spesso sono costituite da numerosi resistori e un singolo diodo. La maggior parte degli switch commerciali, tuttavia, utilizza transistor ad effetto di campo (FET), transistor bipolari altamente avanzati o una combinazione di entrambi, per facilitare il passaggio o il blocco di segnali analogici. I FET sono impiegati negli interruttori analogici più frequentemente a causa della loro bassa resistenza chiusa e dell'elevata resistenza aperta.
Un interruttore analogico si comporta in modo molto simile a un relè. La differenza principale è che non ha parti mobili e non fornisce isolamento tra il segnale analogico e il segnale di controllo. Per questo motivo, non è raccomandato per l'uso in circuiti ad alta tensione dove è richiesto l'isolamento elettrico. È anche importante notare che, poiché c'è un percorso di corrente basso tra l'ingresso e l'uscita, la corrente massima in grado di attraversare un interruttore analogico è generalmente inferiore al relè medio.